高三物理一轮复习 第9章 电磁感应 交变电流 实验15 探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系教师用书

（浙江选考）2018届高三物理一轮复习第9章电磁感应交变电流实验15 探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系教师用书
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实验15 探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系
1．实验目的
(1）知道变压器原、副线圈间的几个关系式．
(2）知道用控制变量法探究几个关系．
2．实验原理
变压器是由原线圈、副线圈和铁芯组成的．电流通过原线圈时在铁芯中产生磁场,由于电
流的大小、方向在不断变化，铁芯中的磁场也不断变化，变化的磁场在副线圈中产生感应电动势，副线圈中就存在输出电压．本实验通过与副线圈相连接的灯泡，观察原线圈电压变化时副线圈的输出电压的变化;通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系．3．实验器材
学生电源、可拆变压器、交流电压表、灯泡、开关、导线．
4．实验步骤
（1）利用小灯泡的亮暗定性观察线圈两端电压与匝数的关系．
①按图1所示连接好电路．
②保持原线圈匝数不变，改变副线圈匝数，记录灯泡亮暗程度．
③保持副线圈匝数不变,改变原线圈匝数，记录灯泡亮暗程度．
图1
N
2
A
N
1
100200400
100暗比较亮亮
200比较暗暗比较亮
400很暗比较暗暗
通过实验结果分析可知：当原线圈匝数不变时，副线圈的匝数越多小灯泡越亮,表明副线
圈两端的电压越大;当副线圈的匝数不变时,原线圈的匝数越多小灯泡越暗，表明副线圈两端的电压变小．
（2)定量研究线圈两端电压与匝数的关系
①保持原线圈匝数不变，改变副线圈匝数,用多用电表交流电压挡测出原、副线圈两端电压，记录到表格中．
②保持副线圈匝数不变，改变原线圈匝数，用多用电表交流电压挡测出原、副线圈两端电压，记录到表格中．
1．由于有两组线圈，我们在研究时应该利用控制变量法，先保持原线圈的匝数不变，改变副线圈的匝数，研究对副线圈电压的影响．然后再保持副线圈的匝数不变，改变原线圈的匝数,研究对副线圈电压的影响．（电路上要标出两个线圈的匝数、原线圈欲加电压的数值且要事先推测副线圈两端电压的可能数值)
2．连接电路后要同组的几位同学各自独立检查后，方可接通电源．
3．为了人身安全,我们使用低压交流电源，所用电压不要超过12 V。

4．为了多用电表的安全,使用交流电压挡测电压时,先用最大量程试测，大致确定被测电压后再选用适当的挡位进行测量．
5．得出探究结果后,要力求用准确而精练的语言把它表述出来．如果可能，最好用数学式来表示.
1．[实验器材的选取］在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验中,实验室中备有下列可供选择的器材:
A．可拆变压器(铁芯、两个已知匝数的线圈）
B．条形磁铁
C．直流电源
D．多用电表
E．开关、导线若干
上述器材在本实验中不必用到的是________（填器材前的序号），本实验中还需要用到的器材有________．
【解析】探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系，需要知道原、副线圈的匝数，可拆
变压器就能满足条件,故A必用到．
变压器的原理是互感现象，是原线圈磁场的变化引起副线圈感应电流的变化,所以不需要外界的磁场，故B不必用到．
变压器的原理是互感现象，是原线圈磁场的变化引起副线圈感应电流的变化,如果原线圈中通的是直流电源，则副线圈中不会有感应电流产生，故C不必用到，需要用到低压交流电源．探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系，需要测电压，所以需要一个测电压的仪器，故D必用到．
做电学实验，当然需要用到开关、导线,故E必用到．
【答案】BC 低压交流电源
2．[实验原理与操作]做“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系"实验时，原线圈接在学生电源上，用多用电表测量副线圈的电压，下列操作正确的是( )
【导学号：81370353】A．原线圈接直流电压，电表用直流电压挡
B．原线圈接直流电压，电表用交流电压挡
C．原线圈接交流电压，电表用直流电压挡
D．原线圈接交流电压，电表用交流电压挡
D[副线圈上的感应电动势是通过两个线圈间的互感现象产生的，所以原线圈上的电流应该是变化的,应为交流电流，电压为交流电压，故D正确．。